Установки индукционного нагрева

Установки индукционного нагрева.

Установки индукционного нагрева, в своей массе, предназначены для всех видов термообработки металлов: пайка, закалка, отжиг, а также плавка цветных и черных металлов и сплавов.

Основное и главное преимущество индукционного нагрева заключается в следующем. В любой не индукционной нагревательной установке металл, помещенный в область воздействия температур, нагревается за счет теплопередачи. Таким образом, осуществляется, по сути, "косвенный" нагрев. В индукционных нагревательных установках, магнитный поток, созданный током генератора, пронизывает металл, находящийся в индукторе. Под действием магнитного потока, в металле (шихте, заготовке) протекают индуцированные токи, непосредственно воздействуя на структуру металла, и как следствие, нагревая его. Интенсивность нагрева пропорциональна мощности источника тока, рабочей частоте (частоте изменения магнитного поля) и зависит от физических свойств металла.

Благодаря оригинальной электрической схеме и использованию современной элементной базы компании ПИК «Сплитстоун» г. Москва, удалось изготовить малогабаритную индукционную установку нового поколения с высокой степенью надежности и максимальной эффективностью передачи энергии от трехфазной электрической сети к объекту обработки.

С помощью данных установок могут быть успешно реализованы такие задачи термообработки, как:

- закалка локальная и объемная (валы, валы-шестерни, шестерни, зубчатые колеса, гусеничные пальцы, втулки, шкивы, посадочные места подшипников, шпоночные пазы);

- нагрев под штамповку, формовку (корпуса резцов, болты, гайки, кронштейны, ножи и т.д.

- пайка стандартного и специального инструмента с твердосплавными пластинами для металлообработки и других применений (резцы, ножи, фрезы, борфрезы, сверла, линейки, буровые коронки, забурники, кровельные фрезы);

- пайка алмазного инструмента (диски, сверла, франкфурты, фикерты.

- пайка ультразвуковых вибраторов;

- монтажная пайка титановых и нержавеющих трубопроводов,

- упрочнение рабочих поверхностей деталей методом наплавки специальных порошкообразных смесей;

- пайка меди и латуни, отжиг меди.

Одно из важнейших достоинств установок индукционного нагрева (ТВЧ установок) производства компании «СПЛИТСТОУН» – энергосбережение. КПД генератора (инвертора) > 95%. Установки работают в резонансном режиме с автоматической подстройкой частоты резонанса ( fmax=50 кГц) в соответствии с характеристиками обрабатываемого материала, что позволяет максимально эффективно передавать энергию от питающей сети к нагреваемой детали.

В чём преимущество данного типа установок?

Высокая эффективность передачи электрической энергии в данных типах установок позволяет заменить устаревшие и малонадежные установки с ламповыми генераторами мощностью 60кВт на транзисторные установки компании «СПЛИТСТОУН» мощностью 20кВт. (Изготовлены и работают также установки 40 кВт). Новый тип установок отличается также компактностью, малым весом, безопасностью в работе( гальваническая развязка индуктора от высокого напряжения блока генератора (инвертора) - Uвых на индукторе 20/40В для 20кВт УИН и 32/64В для 40кВт УИН).

Особенности эксплуатации современных индукционных нагревателей:

Оптимизация рабочей частоты индукционных нагревателей

Главным преимуществом данных индукционных нагревателей является автоматическая настройка резонансной частоты генерации под параметры колебательного контура, состоящего из выходного конденсатора, высокочастотного трансформатора и индукционной катушки. Чем шире рабочий диапазон частот генератора, тем более разнообразные по диаметру и количеству витков индукционные катушки к нему можно подключать и, соответственно, решать большее количество задач индукционного нагрева.

Указанный производителями рабочий диапазон частот индукционных нагревателей достаточно широк, но не всегда идеально подходит к выбранным деталям. На самом деле, оптимальный диапазон несколько уже. Если задать вопрос, а что будет, если рабочая частота выйдет за пределы оптимального диапазона? Как правило, если частота слишком низкая, снизится мощность и сработает защита. А вот слишком высокая частота иногда не вызывает срабатывания защиты и приводит к выходу из строя JGBT модулей и драйверов управления ими. Поэтому, не вдаваясь в детали происходящих процессов необходимо постоянно следить за эксплуатацией индукционных нагревателей на JGBT модулях. При этом необходимо контролировать частоту генерации индукционного нагревателя при подключении каждого нового индуктора. Для этих целей обычно рекомендуется использовать подходящий осциллограф, частотомер, мультиметр или токовые клещи с функцией измерения частоты и соответствующим диапазоном частот. В установках производства ЗАО ПИК Сплитстоун частота выводится на электронный блок управления, тем самым решая эту задачу, позволяет контролировать частоту, исключая выхода из строя модулей и отдельных узлов установки.

Требования к системе водяного охлаждения индукционных нагревателей.

Работа современной силовой инверторной электроники немыслима без эффективного, как правило, водяного охлаждения. И, к сожалению, большинство поломок индукционных нагревателей связаны с неправильной эксплуатацией системы водяного охлаждения:

1. Давление воды. Давление в системе охлаждения большинства индукционных нагревателей должно быть около 2 атм. (2 кг/см.кв.) Нельзя измерять давление на выходе воды из насоса, тем более, если к насосу подключено несколько потребителей воды. Давление следует измерять с помощью манометра на входе прибора, при полностью открытых входных кранах, при открытом свободном сливе на выходе прибора.

Современные индукционные нагреватели имеют сильфонные или электронные датчики давления воды. При недостаточном давлении датчики срабатывают и выключают прибор. Если давления не хватает, нельзя перекрывать слив воды, это конечно позволит обмануть датчики давления, однако через несколько минут выведет прибор из строя из-за перегрева. Для нормальной работы системы охлаждения важно не только давление, но и расход воды, и если он недостаточный прибор начинает перегреваться. Необходимо также избегать перегибания шлангов на выходе водяных магистралей приборов. По этой причине обычно сгорают медные трубки обмоток высокочастотного трансформатора. необходимо использовать достаточно прочные и толстые пластиковые или резиновые шланги на сливе воды. По мере износа надо заменять водяные шланги на новые. Запрещается объединять сливы воды в один шланг. Объединение сливов приводит к взаимному влиянию давления и нарушения равномерности охлаждения отдельных узлов оборудования. Нельзя допускать попадания воды внутрь прибора, так как выпрямленное напряжение внутри прибора достигает 550В, при достаточно большой силе тока, что является смертельным для человека. При проливе воды внутрь прибора, необходимо тщательно продуть все узлы и просушить прибор как минимум в течение суток.

2. Качество воды. В наших установках мы рекомендуем использовать для охлаждения приборов дистиллированную воду. Например, воду, подготовленную по технологии обратного осмоса. Необходимо помнить, что использование плохой, воды с солями приводит к нарушению правильной работы прибора. Обслуживающий персонал может получить поражение электрическим током через воду, т.к. вода с солями обладает значительной электропроводностью. Использование плохой воды приводит к отложению осадков и образованию накипи.

3.Особенности энергоснабжения индукционных нагревателей

К работе с индукционными нагревателями допускаются специалисты, прошедшие подготовку к работе на оборудовании данного типа. Подключение/отключение к промышленной сети 380В производится только электриками с соответствующей категорией допуска. Во избежание поражения электрическим током, запрещается снимать кожух прибора находящегося под напряжением и включать прибор со снятым кожухом.

Ремонтом индукционного оборудования должны заниматься специализированные организации, имеющие права на гарантийное и послегарантийное обслуживание. Современные индукционные нагреватели работоспособны при напряжении в сети в диапазоне 340-420 В. При несимметричном распределении нагрузки в сети 380 В, возможно уменьшение напряжения одной из фаз, при этом прибор может диагностировать это понижение, как исчезновение одной фазы и отключиться.

4.Своевременная очистка от пыли – защита от электрических пробоев.

Современные индукционные нагреватели охлаждаются не только водой. Часть греющихся узлов охлаждается с помощь потока воздуха, создаваемым вентилятором – куллером. В воздухе цехов, как правило, находится много пыли. Именно она затягивается вентилятором внутрь корпуса прибора и оседает на стенках, на сильноточных и слаботочных электронных компонентах. Техническая пыль электропроводна, особенно на высоких частотах генерации индукционных нагревателей. Если периодически примерно раз в 2-3 месяца не очищать индукционный нагреватель и высокочастотный трансформатор от пыли, может образоваться электрический пробой по пыли . Электрический пробой начинается по пыли на высоковольтной части прибора, мгновенно происходит ионизация воздуха, и он становится электропроводным.

         Таким образом можно сделать вывод, что установки ЗАО ПИК «Сплитстоун» выполненные на тиристорах имеют малые габариты, экономят электроэнергию, просты в обслуживании, надёжны, а главное позволяют справляться с широки спектром обрабатываемых материалов, имеют высокую производительность.

ДОСТОИНСТВА УСТАНОВОК ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА ПИК «Сплитстоун»

на IGBT- модулях (SEMIKRON, Германия)

  • Высокая надёжность
  • Экономичность
  • Многообразие реализованных технологических процессов
  • Быстрая переналадка на новый техпроцесс
  • Высокая производительность
  • Быстрая окупаемость
  • Простота управления
  • Компактность, возможность встраивания в автоматизированные линии
  • Экологичность